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第14讲　自由组合定律

浙江[学考＋选考]考纲确认

考点

知识内容

必考

加试

2.自由组合定律

（1）两对相对性状的杂交实验、解释及其验证

b

b

（2）自由组合定律的实质

b

b

（3）自由组合定律的应用

c

c

（4）活动：

模拟孟德尔杂交实验

b

b

考点一|自由组合定律的发现过程

1．两对相对性状的杂交实验

（2）实验结果及分析

结果

结论

F1全为黄色圆形

说明黄色和圆形为显性性状

F2中圆形∶皱形＝3∶1

说明种子粒形的遗传遵循分离定律

F2中黄色∶绿色＝3∶1

说明子叶颜色的遗传遵循分离定律

F2中出现两种亲本性状（黄色圆形、绿色皱形），新出现两种性状（黄色皱形、绿色圆形）

说明不同性状之间进行了自由组合

2.对自由组合现象的解释

（1）解释内容

①不同对的遗传因子在形成配子时自由组合。

②当F1形成配子时，等位基因分离，非等位基因自由组合。

③受精时，雌雄配子随机结合。

（2）相应结论：

F2有16种组合型，__9__种基因型，4种表现型。

3．对自由组合现象解释的验证

（1）实验方法：

测交法，用F1与双隐性纯合亲本杂交。

（2）实验目的：

验证对自由组合现象的解释。

（3）预期结果

（4）实验结果：

无论是正交还是反交，都得到4种数目相近的不同类型的测交后代，比例为1∶1∶1∶1。

（5）实验结论：

因测交结果与预期相符，表明F1产生了四种数目相等的配子。

4．自由组合定律的实质

在F1形成配子时，等位基因分离的同时，非等位基因表现为自由组合，即两对等位基因的分离或组合是互不干扰的，是各自独立地分配到配子中去的。

（2016·10月浙江选考）在模拟孟德尔杂交实验中，甲同学分别从下图①②所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合；乙同学分别从下图①③所示烧杯中随机抓取一个小球并记录字母组合。

将抓取的小球分别放回原烧杯后，重复100次。

下列叙述正确的是（　　）

A．甲同学的实验模拟F2产生配子和受精作用

B．乙同学的实验模拟基因自由组合

C．乙同学抓取小球的组合类型中DR约占1/2

D．从①～④中随机各抓取1个小球的组合类型有16种

B　[甲同学的实验模拟F2产生的受精作用；乙同学模拟的是非等位基因间的自由组合；乙同学抓取小球的组合类型中DR占1/2×1/2＝1/4；从①～④中随机各抓取1个小球的组合类型有3×3＝9种。

]

1．两对相对性状的纯合亲本杂交，F2中亲本类型和重组类型

（1）若亲本是黄色圆形（YYRR）和绿色皱形（yyrr），则F2中亲本类型是指F2中表现为黄色圆形和绿色皱形的类型，所占比例为9/16＋1/16＝10/16；重组类型为不同于亲本的类型，即表现型为黄色皱形和绿色圆形，所占比例为3/16＋3/16＝6/16。

（2）若亲本是黄色皱形（YYrr）和绿色圆形（yyRR），则F2中亲本类型为黄色皱形（Y_rr）和绿色圆形（yyR_），所占比例为3/16＋3/16＝6/16；重组类型为绿色皱形（yyrr）和黄色圆形（Y_R_），所占比例为1/16＋9/16＝10/16。

2．自由组合定律的实质

（1）产生后代的过程中，雌雄配子的随机结合不是基因的自由组合，基因的自由组合发生在减数第一次分裂过程中，而不是受精作用时。

（2）自由组合强调的是非同源染色体上的非等位基因。

一条染色体上的多个基因也称为非等位基因，它们是不能自由组合的。

3．分离定律与自由组合定律的比较

规律

项目　　　　　　　　　　

分离定律

自由组合定律

研究性状

一对

两对或两对以上

控制性状的等位基因

一对

两对或两对以上

F1

等位基因对数

1

2或n

配子类型及其比例

2（1∶1）

22或2n（1∶1）2或（1∶1）n

配子组合数

4

42或4n

F2

基因型种数

3

32或3n

基因型比例

1∶2∶1

（1∶2∶1）2或（1∶2∶1）n

表现型种数

2

22或2n

表现型比例

3∶1

（3∶1）2或（3∶1）n

F1测交子代

基因型种数

2

22或2n

基因型比例

1∶1

（1∶1）2或（1∶1）n

表现型种数

2

22或2n

表现型比例

1∶1

（1∶1）2或（1∶1）n

4.利用分离定律解答自由组合定律问题

将自由组合问题转化为基因分离问题。

先研究每一对相对性状（基因），再把它们的结果综合起来，即“先分开、再组合”的解题思路。

如黄圆豌豆（YYRR）和绿皱豌豆（yyrr）杂交，推出F2中基因型、表现型的种类及其比例的过程：

（1）正推法求子代的相关种类及比例

AaBbCc

产生的配子种类数

2（A、a）×2（B、b）×2（C、c）＝8种

基因型为ABC的配子的比例

1/2A×1/2B×1/2C

♂AaBbCc×AaBbcc♀

雌雄配子的结合方式

8（雄配子种类数）×4（雌配子种类数）

子代基因型种类数

3×3×2

子代表现型种类数

2×2×2

子代基因型为AaBBCc的比例

1/2Aa×1/4BB×1/2Cc

子代全部性状为显性的个体的比例

3/4A_×3/4B_×1/2C_

（2）逆推法确定双亲基因型

子代表现型及其比例

亲代基因型

黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝9∶3∶3∶1

AaBb×AaBb

黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝3∶1∶3∶1

aaBb×AaBb

黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝3∶3∶1∶1

AaBb×Aabb

黄色圆形∶黄色皱形∶绿色圆形∶绿色皱形＝1∶1∶1∶1

AaBb×aabb或Aabb×aaBb

1．（2017·1月绍兴部分学校联考）下图中能体现基因的自由组合定律实质的是（　　）

A．①　　　B．②　　　C．③　　　D．②和③

A　[基因自由组合定律实质是位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的，在减数分裂过程中，同源染色体上的等位基因彼此分离的同时，非同源染色体上的非等位基因自由组合。

]

2．（2017·浙江名校联考）四个豌豆品系中控制2对相对性状的基因在染色体上的关系如下图所示，两对性状均完全显性。

有关叙述错误的是（　　）

A．甲、乙植株杂交后代的表现型比例是1∶1∶1∶1

B．乙、丙植株杂交后代都含有两对等位基因

C．丙、丁植株杂交后代杂合子的概率为1/2

D．丁植株自交后代的基因型比例是1∶2∶1

B　[甲、乙植株杂交，即AaBb×aabb，后代表现型有四种，其比例是1∶1∶1∶1，A项正确；乙、丙植株杂交，即AAbb×aabb，后代的基因型均为Aabb，含有两对基因，但只有一对等位基因，B项错误；丙、丁植株杂交，即AAbb×Aabb，后代杂合子为Aabb，其概率为1/2，C项正确；丁植株自交，后代的基因型比例是1AAbb∶2Aabb∶1aabb，D项正确。

]

3．人体耳垂离生（A）对连生（a）为显性，眼睛棕色（B）对蓝色（b）为显性，两对基因自由组合。

一个棕眼离生耳垂的男性与一个蓝眼离生耳垂的女性婚配，生了一个蓝眼连生耳垂的孩子，倘若他们再生育，未来子女为蓝眼离生耳垂、蓝眼连生耳垂的概率是（　　）

A．1/4，1/8　　　B．1/8，1/8

C．3/8，1/8D．3/8，1/2

C　[根据亲代表现型及子代表现型可确定双亲的基因型为：

父本AaBb，母本Aabb，两对基因分别考虑，Aa×Aa→3A_∶1aa，Bb×bb→1Bb∶1bb，可知未来子女棕眼的概率为1/2，蓝眼的概率为1/2，耳垂离生的概率为3/4，耳垂连生的概率为1/4，则子女为蓝眼离生耳垂的概率为（1/2）×（3/4）＝3/8，蓝眼连生耳垂的概率为（1/2）×（1/4）＝1/8。

]

4．大鼠的毛色由独立遗传的两对等位基因控制。

用黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交实验，结果如图。

据图判断下列叙述正确的是（　　）

　　　P　　　　　黄色×黑色

　　　　　↓

F1　　　　　　灰色

　　　　　　↓F1雌雄交配Ｆ

F2　　灰色　黄色　黑色　米色

　9　∶　3　∶　3　∶　1

A．黄色为显性性状，黑色为隐性性状

B．F1与黄色亲本杂交，后代有两种表现型

C．F1和F2中灰色大鼠均为杂合体

D．F2黑色大鼠与米色大鼠杂交，其后代中出现米色大鼠的概率为1/4

B　[若相关基因用A、a与B、b表示。

则黄色大鼠与黑色大鼠进行杂交，F1均为灰色，F1雌雄个体交配，F2出现9灰色∶3黄色∶3黑色∶1米色的性状分离比，表明灰色个体的基因型为A_B_，假设黄色个体的基因型为aaB_，则黑色个体的基因型为A_bb，米色个体的基因型为aabb。

F1为双杂合子（AaBb），与黄色亲本杂交，后代的基因型为AaB_（灰色），aaB_（黄色），B项正确；F2出现性状分离，体色由两对等位基因控制，则F2灰色大鼠中有1/9的为纯合体（AABB），其余为杂合子，C项错误；F2中黑色大鼠的基因型为1/3AAbb、2/3Aabb，与米色（aabb）大鼠杂交产生米色大鼠的概率为（2/3）×（1/2）＝1/3，D项错误。

]

5.（2017·金、丽、衢十二校模拟）已知豌豆某两对基因按照自由组合定律遗传，其子代基因型及比例如图，则双亲的基因型是（　　）

A．AABB×AABb

B．AaBb×AaBb

C．AaBb×AABb

D．AaBB×AABb

C　[分析图形，子代中AA∶Aa＝1∶1，说明亲本中相关基因型是AA×Aa；子代中BB∶Bb∶bb＝1∶2∶1，说明亲本中相关基因型是Bb×Bb，所以两亲本的基因型为AABb×AaBb。

]

6．（2017·1月宁波九校联考）现有易感病（S）红果肉（R）番茄与抗病红果肉番茄杂交，其后代中易感病红果肉∶易感病黄果肉∶抗病红果肉∶抗病黄果肉＝3∶1∶3∶1，则两个亲本的基因型为（　　）

A．SsRr和ssRrB．SsRr和Ssrr

C．SsRR和ssRrD．SsRr和SsRr

A　[易感病红果肉番茄与抗病红果肉番茄杂交，后代中易感病∶抗病＝1∶1，表明亲本中相关亲本的基因型为Ss×ss；后代中红果∶黄果＝3∶1，表明亲本中相关亲本的基因型为Rr×Rr，因此两个亲本的基因型为SsRr和ssRr。

]

考点二|自由组合定律的拓展应用

（2016·4月浙江选考）某自花授粉植物的花色有红色和白色，花色取决于细胞中的花色素，花色素合成的主要过程如下图所示。

设花色由2对等位基因A和a、B和b控制。

取白花植株（甲）与白花植株（乙）杂交，F1全为红花，F1自交得F2，F2中出现红花和白花。

下列叙述正确的是（　　）

A．植株甲能产生2种不同基因型的配子

B．若亲代白花植株中基因a或b发生突变，则该植株一定开红花

C．用酶1的抑制剂喷施红花植株后出现了白花，该植株的基因型仍然不变

D．若基因B发生突变导致终止密码子提前出现，则基因B不能编码氨基酸，植株开白花

C　[根据花色素合成主要过程的示意图可知，开红花的植株的基因型是A_B_，开白花的植株的基因型是A_bb、aaB_、aabb。

由于白花植株（甲）与白花植株（乙）杂交，F1全为红色，所以甲的基因型是AAbb（aaBB），则其产生的配子的种类为1种，为Ab（aB），A项错误；亲代中白花植株的基因型为AAbb或aaBB，因基因突变具有多方向性，故基因a或b不一定会突变成A或B基因，所以该植株不一定开红花，B项错误；用酶1的抑制剂喷施红花植株后出现了白花的现象是不遗传变异，其遗传物质没有发生改变，酶1的抑制剂只是抑制了酶1的活性，所以该植株的基因型不变，C项正确；基因B发生突变导致终止密码子提前出现，会使肽链的合成提前终止，而不是不能编码氨基酸，D项错误。

]

1．基因的互作问题

基因互作的各种类型及其表现型比例如下表：

F1（AaBb）自交后代比例

原因分析

各表现型基因组成

测交后代比例

9∶3∶3∶1

正常的完全显性

9A_B_∶3A_bb∶3aaB_∶1aabb

1∶1∶1∶1

9∶7

A、B同时存在时为一种表现型，其余的基因型为另一种表现型

9A_B_∶7（3A_bb＋3aaB_＋1aabb）

1∶3

9∶3∶4

aa（或bb）成对存在时，表现为双隐性状，其余正常表现

9A_B_∶3aaB_∶4（3A_bb＋1aabb）或9A_B_∶3A_bb∶4（3aaB_＋1aabb）

1∶1∶2

9∶6∶1

存在一种显性基因（A或B）时表现为同一种性状，其余正常表现

9A_B_∶6（3A_bb＋3aaB_）∶1aabb

1∶2∶1

15∶1

只要存在显性基因（A或B）就表现为同一种性状，其余正常表现

15（9A_B_＋3A_bb＋3aaB_）∶1aabb

3∶1

10∶6

A、B同时存在和同时不存在时表现为一种性状，否则表现为另一种性状

10（9A_B_＋1aabb）∶6（3A_bb＋3aaB_）

2∶2

1∶4∶6∶4∶1

A与B的作用效果相同，显性基因越多，其效果越强

1AABB∶4（2AaBB＋2AABb）∶6（4AaBb＋1AAbb＋1aaBB）∶4（2Aabb＋2aaBb）∶1aabb

1∶2∶1

2.遗传致死问题

（1）含义：

指某些致死基因的存在使配子或个体死亡。

（2）常见致死基因的类型如下：

①隐性致死：

指隐性基因存在于一对同源染色体上时，对个体有致死作用。

如植物中白化基因（bb），使植物不能形成叶绿素，植物因不能进行光合作用而死亡，故正常植物的基因型为BB或Bb。

②显性致死：

指显性基因具有致死作用，通常为显性纯合致死。

如人的神经胶质症（皮肤畸形生长，智力严重缺陷，出现多发性肿瘤等症状）。

③配子致死：

指致死基因在配子时期发生作用，从而不能形成有活力的配子的现象。

④合子致死：

指致死基因在胚胎时期或成体阶段发生作用，从而不能形成活的幼体或个体夭折的现象。

3．遗传定律的验证及个体基因型的探究方法

验证方法

结论

自交法

自交后代的分离比为3∶1，则符合基因的分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等位基因控制

自交后代的分离比为9∶3∶3∶1，则符合基因的自由组合定律，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制

测交法

测交后代的性状比例为1∶1，则符合分离定律，由位于一对同源染色体上的一对等对基因控制

测交后代的性状比例为1∶1∶1∶1，由位于两对同源染色体上的两对等位基因控制

花粉鉴定法

若有两种花粉，比例为1∶1，则符合分离定律

若有四种花粉，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律

单倍体育种法

取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有两种表现型，比例为1∶1，则符合分离定律

取花药离体培养，用秋水仙素处理单倍体幼苗，若植株有四种表现型，比例为1∶1∶1∶1，则符合自由组合定律

1．（2017·1月金华期末）一种观赏植物的花色由两对等位基因控制，且两对等位基因位于两对同源染色体上。

纯合的蓝色品种与纯合的鲜红色品种杂交，F1为蓝色，F1自交，F2为9蓝∶6紫∶1鲜红。

若将F2中的紫色植株用鲜红色植株授粉，则后代表现型及其比例是（　　）

A．2鲜红∶1蓝B．2紫∶1鲜红

C．1鲜红∶1紫D．3紫∶1蓝

B　[两对等位基因的纯合子杂交，F1为双杂合，只表现出一种性状，自交产生的F2为9蓝∶6紫∶1鲜红，孟德尔遗传实验中F2为9∶3∶3∶1，可推断双显性（9）表现为蓝色（设为A_B_），而单显性（3＋3）均表现为紫色（设为A_bb或aaB_），双隐性

（1）表现为鲜红色（aabb）。

则F2中紫色植株（1/6AAbb、1/3Aabb、1/6aaBB、1/3aaBb）与鲜红色植株（aabb）杂交，其子代基因型为1/3Aabb、1/3aaBb、1/3aabb，前两者表现为紫色，后者表现为鲜红色，比例为2∶1。

]

2．天竺鼠的毛色由两对等位基因控制，分别位于两对常染色体上，已知B决定黑色毛，b决定褐色毛，C决定毛色存在，c决定毛色不存在（即白色的毛）。

现有一批基因型为BbCc的天竺鼠，雌雄个体随机交配繁殖后，子代中黑色∶褐色∶白色的理论值为（　　）

A．9∶3∶4B．9∶4∶3

C．9∶6∶1D．9∶1∶6

A　[基因型为BbCc的天竺鼠雌雄个体随机交配繁殖后，其子代基因型比例为9B_C_∶3bbC_∶3B_cc∶1bbcc，基因型为B_C_的个体表现为黑色，基因型为bbC_的个体表现为褐色，因c决定毛色不存在，cc纯合的都表现为白色，后代中黑色∶褐色∶白色＝9∶3∶4。

]

3．报春花的花色白色（只含白色素）和黄色（含黄色锦葵色素）由两对等位基因（A和a，B和b）共同控制，两对等位基因独立遗传，显性基因A控制以白色素为前体物合成黄色锦葵色素的代谢过程，但当显性基因B存在时可抑制其表达。

现选择AABB和aabb两个品种进行杂交，得到F1，F1自交得F2，则下列说法不正确的是（　　）

A．黄色植株的基因型是AAbb或Aabb

B．F1的表现型是白色

C．F2中黄色∶白色的比例是3∶5

D．F2中的白色个体的基因型种类是7种

C　[根据图示，基因A表达才能合成黄色锦葵色素，而基因B表达时基因A表达受抑制，花色为白色，因此白色报春花的基因型为A_B_或aa__，而黄色报春花的基因型是AAbb或Aabb，故A正确；AABB和aabb两个品种杂交，F1为AaBb，花色应为白色，故B正确；F1自交，F2的基因型为：

A_B_、aaB_、A_bb、aabb，其比例为9∶3∶3∶1，其中黄色为3/16，白色为（9＋3＋1）/16，因此F2中白色∶黄色为13∶3，故C错误；由于F2共有9种基因型，其中黄色植株的基因型只有AAbb和Aabb两种，因此白色个体的基因型种类是7种，故D正确。

]

4．某种鼠中，黄鼠基因A对灰鼠基因a为显性，短尾基因B对长尾基因b为显性，且基因A或b在纯合时使胚胎致死，这两对基因是独立遗传的。

现有两只双杂合的黄色短尾鼠交配，理论上所生的子代表现型的比例为（　　）

A．2∶1B．3∶1

C．3∶1∶3∶1D．4∶2∶2∶1

A　[双杂合黄色短尾鼠的基因型是AaBb，由于基因A或b在纯合时使胚胎致死，所以后代存活个体基因型为AaB_（黄色短尾）、aaB_（灰色短尾），故子代表现型及比例为黄色短尾∶灰色短尾＝2∶1。

]

5．（2017·台州期末测试）黄色卷尾鼠彼此杂交，子代的表现型及比例为6/12黄色卷尾、2/12黄色正常尾、3/12鼠色卷尾、1/12鼠色正常尾。

上述遗传现象产生的主要原因可能是（　　）

A．卷尾性状由显性基因控制

B．鼠色性状由隐性基因控制

C．不遵循基因的自由组合定律

D．控制黄色性状的基因纯合致死

D　[由题意可知，黄色卷尾鼠彼此杂交，子代中黄色∶鼠色＝8∶4，对于毛色来说，发生了性状分离，说明该黄色卷尾鼠的黄色是杂合子，且黄色是显性性状；卷尾∶正常尾＝3∶1，说明该黄色卷尾鼠的卷尾是杂合子，且卷尾是显性性状，说明这两对性状的遗传遵循基因的自由组合定律。

子代中黄色∶鼠色＝2∶1，不符合3∶1的分离比的原因可能是控制黄色的基因纯合致死，导致后代性状分离比偏离9∶3∶3∶1，D项正确。

]

6．（2017·金、丽、衢十二校联考）现用山核桃的甲（AABB）、乙（aabb）两品种作亲本杂交得F1，F1测交结果如下表，下列有关选项不正确的是（　　）

测交类型

测交后代基因型种类及比值

父本

母本

AaBb

Aabb

aaBb

aabb

F1

乙

1

2

2

2

乙

F1

1

1

1

1

A.F1产生的AB花粉50%不能萌发，不能实现受精

B．F1自交得F2，F2的基因型有9种

C．F1花药离体培养，将得到四种表现型不同的植株

D．正反交结果不同，说明该两对基因的遗传不遵循自由组合定律

D　[正常情况下，双杂合子测交后代四种表现型的比例应该是1∶1∶1∶1，而作为父本的F1测交结果为AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb＝1∶2∶2∶2，说明父本F1产生的AB花粉有50%可能不能完成受精作用，A项正确；F1自交后代中有9种基因型，B项正确；F1花药离体培养，将得到四种表现型不同的单倍体植株，C项正确；根据题意可知，正反交均有四种表现型，且第二组出现1∶1∶1∶1的性状分离比，说明两对基因的遗传符合基因自由组合定律，D项错误。

]